14.1热机课件-2024-2025学年物理人教版九年级全一册

14.1 热机 1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用； 2.了解汽油机的构造和工作过程； 3.了解柴油机的构造和工作过程。 学习目标 2 导入新课 18世纪第一辆汽车问世时， 它的速度只有数千米每小时， 而目前最快的汽车速度， 已经超过了声速。 汽车是如何获得机械能的呢？ 3 讲授新课 （热机） 热机： 燃料燃烧放出热量，将化学能转化为水和水蒸气的内能， 又通过做功将内能转化为橡皮塞的机械能， （生活中有很多机械是利用内能做功来获得机械能的）。 工作 原理： 将内能转化为机械能 即内能 机械能。 4 讲授新课 （热机） 以上机器根据热机原理制成 蒸汽机 喷气发动机 汽轮机 5 讲授新课 （热机） 内燃机 柴油机、汽油机均是内燃机的一种。 由于酒精灯加热的方式 是将燃料放在试管外燃烧， 热量损失很大，内能的利用率很低。 所以产生了将燃料直接在发动机汽缸内 燃烧产生动力的热机， 称之为内燃机。 6 1、汽油机的构造 火花塞 汽缸 进气门 活塞 连杆 排气门 曲轴 7 汽油机的工作原理 1、冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 2、内燃机的一个工作循环有四个冲程,分别是： ______冲程、_____冲程、______冲程、_____冲程。 吸气 压缩 做功 排气 3、一个工作循环：把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。 8 吸气冲程 汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 9 压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。 10 做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 11 排气冲程 燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 12 柴油机 喷油嘴 柴油机的构造 柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是： 柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 柴油机吸入物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。 柴油机 汽油机和柴油机的优缺点 柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。 汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。 知识点一　热机的原理 演示实验1.内能转化 过程：用酒精灯加热至水沸腾． 现象：水沸腾后，木塞　　　　　，试管口有　　　　产生． 结论：（1）酒精燃烧，酒精的　　　　　能转化为水和水蒸气的　　　　能． 被冲出去 白雾 化学 内 15 （2）水蒸气对木塞做功，水蒸气的　　　　能转化为木塞的　　　能，从而使水蒸气内能　　　，温度　 　．试管口的水蒸气遇冷　　　　　成白雾． 像上述这种，利用内能做功的机械叫热机（把　　　　能转化为　　　　能）． 实例：热机的种类很多，可以分为　　　　、　　　　、汽轮机、喷气发动机． 内 机械 减小 降低 液化 内 机械 蒸汽机 内燃机 16 知识点二　内燃机 演示实验2.观看内燃机工作过程，自学书本P18～19，完成下表： 吸气 压缩 做功 排气 17 打开 关闭 向下 关闭 关闭 向上 关闭 关闭 向下 关闭 打开 向上 汽油和空气混合物 火花塞 废气 内能 化学能 内能 内能 机械能 18 3.　如图所示是汽油机四冲程的示意图，其中甲图是_____　　　　冲程，其能量转化是将　　　　　能转化为　　　　能；乙图是　　　　　冲程；丙图是　　　　冲程；丁图是______　　　　冲程，其能量转化是　　　能转化为　　　　能．它们工作的先后顺序是　　　　　　　　． 做功 内 机械 吸气 排气 压缩 机械 内 乙丁甲丙 19 变式训练　汽油机工作时将燃料燃烧时产生的_____能转化为_________能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800 r/min，该汽油机每秒飞轮转动______周，有_______个工作冲程，对外做功________次． 内 机械 80 160 40 20 知识点三　汽油机和柴油机的异同 1．（回归课本）比较汽油机和柴油机的异同，完成表格： 21 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气 4 2 2 1 压缩 惯性 22 4.　下面关于汽油机和柴油机的说法中，不正确的是 （　　） A.汽油机与柴油机使用的燃料不同 B.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 D.柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和柴油的混合物 D 23 5.　单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000 r/min”，则以下说法不正确的是（ ） A.一般情况下，柴油机比汽油机效率高 B.在工作过程中，汽油机每秒钟完成100个冲程，做功25次 C.汽油机上的火花塞坏的时候，可以用柴油机的喷油嘴代替 D.柴油机与汽油机的工作过程基本相同 C 24 6．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲岀试管口． （1）软木塞冲出试管口，说明力能 改变物体的　　　　　　　　． 运动状态 25 （2）此过程中，水蒸气减少的内能　　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，这与热机的　　　　　　 冲程相似． （3）木塞冲出去时，可以观察到瓶口出现　　　　　，这是由水蒸气　　　　（填物态变化名称）而成的． 大于 做功 白雾 液化 26 7．一台四冲程汽油机的飞轮的转速是3000 r/min，在1 s内活塞往复运动　　　　　次，有　　　　个工作循环，有　　　　 个冲程，做功　　　　次． 50 25 100 25 27 8．如图所示，甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是　　　　　　　　　　　　　．乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是　　　　　　（选填图中的代号）． 机械能转化为内能 B 28 9．小红对学习过的汽油机和柴油机进行了比较，其中说法错误的是（ ） A．它们都有四个冲程 B．它们都可以将内能转化为机械能 C．它们安装有火花塞 D．它们都是靠做功冲程来提供动力 C 29 10．如图所示，有关这个水蒸气轮机的说法不正确的是 （　　） A．烧瓶内的水是通过热传递的方式增加了内能 B．酒精燃烧时将内能转化为化学能 C．水蒸气的内能转化为轮子的机械能，利用该原理我们制成了热机 D．内能的一个重要应用是用来做功 B 30 11．内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此过程中气体的温度、内能、压强的变化情况是 （　　） A．温度升高，内能增大，压强增大 B．温度升高，内能增大，压强减小 C．温度降低，内能减小，压强减小 D．温度降低，内能减小，压强增大 C 31 12．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中正确的是（　　）   A．丙图是压缩冲程，其工作原理如图甲 B．丙图是做功冲程，其工作原理如图乙 C．丁图是压缩冲程，其工作原理如图乙 D．丁图是做功冲程，其工作原理如图甲 D 32 13．在如图所示的“汽油机模型”实验中，有机玻璃圆筒内装有两根与静电起电机相连接的放电针．将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机．会观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体弹出，这相当于四冲程汽油机工作时的_______冲程．在这一过程中，软木塞的机械能是由_______能转化而来的，筒内的放电针相当于汽油机的______________ ． 做功 内 火花塞 33 14．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的．比如蒸汽机和汽油机都是热机，它们工作时，能的转化过程是_______ 转化为_______ ，喜欢探究的小明同学做了如图甲、乙所示的实验，其中 _______ （选填“甲”或“乙”）图可以反映汽油机的工作原理． 内能 机械能 乙 34 如图丙所示，来回摩擦绳子使金属筒的温度升高，这是通过_______的方式改变了金属筒的内能；当筒内的酒精蒸气将软木塞弹开后，周围的人能闻到酒精的气味，这个扩散现象说明了___________________________ ． 做功 分子在不停的做无规则运动 35 $$